江詩(shī)丹頓_仰望星空不肯入睡,永遠(yuǎn)是男孩 男孩子小的時(shí)候,大多喜歡仰望星空。在迷上計(jì)算機(jī)之前,馬花藤最大的興趣是向上看。他當(dāng)時(shí)唯一的課外班是深圳中學(xué)天文興趣小組。
財(cái)經(jīng)作家在《騰訊傳》中寫(xiě)道,1986年,初三學(xué)生馬用準(zhǔn)專(zhuān)業(yè)天文望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)哈雷彗星的回歸。他從中學(xué)時(shí)代就開(kāi)始掌管萬(wàn)億騰訊帝國(guó),一直訂閱這本雜志。
三四十年前,城市光污染不多。即使沒(méi)有專(zhuān)業(yè)的望遠(yuǎn)鏡,夜復(fù)一夜的天空中仍然有許多星星。
夏天,織女和牛郎在銀河鵲橋相遇。冬天,獵戶(hù)座的“金腰帶”和犬星座的天狼星是北半球夜空中最容易辨認(rèn)的明亮恒星組合。
上海 2020年8月1日 22:00點(diǎn)的星空,織女與牛郎是主角
春屬北斗,七星如匙橫北夜空。它們可能是北半球最容易辨認(rèn)的恒星。古人很早就用勺子找到北極星來(lái)辨別方向,而桶柄和大角星連接弧線(xiàn),春耕的旺季到了。
今天,如果我們遇到?jīng)]有云和污染的好天氣,即使在城市絢麗的燈光下,我們?nèi)匀豢梢栽谝箍盏谋泵嬲业酱笊鬃印?/p>
上海 2020年5月1日 22:00點(diǎn)的星空,北斗和大角構(gòu)成春季大弧線(xiàn)
對(duì)星空著迷的男生,往往對(duì)天文手表也有同樣濃厚的興趣。天文學(xué)和精密機(jī)械都是能讓他們上癮的東西。
天文手表通常通過(guò)精確的齒輪系在表盤(pán)上顯示太陽(yáng)、月亮和星星的運(yùn)行規(guī)律。在2020年的手表奇觀表和奇跡展上,江詩(shī)丹頓推出了兩款閣樓工匠表,就是這樣的杰出人物。
閣樓工匠的“時(shí)間的節(jié)奏”表,采用精密的針描,閣樓工匠的“音樂(lè)頌”表,采用精密的天文報(bào)時(shí),兩者都是雙面表盤(pán),分別具有24種復(fù)雜功能和19種復(fù)雜功能。
閣樓工匠超卓復(fù)雜追針計(jì)時(shí)“時(shí)光韻律”腕表,陀飛輪一側(cè)盤(pán)面顯示天文功能
《音樂(lè)頌》手表的天文功能更具代表性。它的前表盤(pán)具有平太陽(yáng)時(shí)、視太陽(yáng)時(shí)、日出日落時(shí)的功能,后表盤(pán)顯示恒星時(shí)間和北半球天空地圖。
今天借助江詩(shī)丹頓的《音樂(lè)頌》,我們將進(jìn)一步了解如何閱讀腕表上的天文功能。首先要復(fù)習(xí)一些天文學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí),從我們最熟悉的星空開(kāi)始。
閣樓工匠超卓復(fù)雜天文報(bào)時(shí)“樂(lè)之頌”腕表,天文功能杰作
01 斗轉(zhuǎn)星移
古人總結(jié)了星辰的規(guī)律,把滿(mǎn)天的星辰相互聯(lián)系起來(lái),勾畫(huà)成神、人或物,賦予了它們靈魂和故事。今天,肉眼可見(jiàn)的恒星被分為88個(gè)星座。
其中大約一半有幾千年的歷史。比如十二星座的概念在古希臘已經(jīng)非常成熟;還有一些是以偉大的現(xiàn)代航海命名的,大部分是只能在南半球看到的星座,比如顯微鏡基座、望遠(yuǎn)鏡基座。
今天,我們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到地球只是宇宙中的一粒微小的塵埃,但當(dāng)我們研究星座分布及其運(yùn)行規(guī)律時(shí),還是遵循以地球?yàn)橛钪嬷行牡墓爬夏J降暮棉k法。
天文學(xué)家把這些太空中的衛(wèi)星和恒星投射到一個(gè)半徑無(wú)限大的球面上,把它想象成一個(gè)天球。地球位于天球內(nèi)部的中心,天球圍繞地球旋轉(zhuǎn)。
人類(lèi)想像的天球模型
同時(shí),人們還把地球經(jīng)緯度的劃分等方位信息投射到天球上,賦予它相同的經(jīng)緯度和南北極點(diǎn)。地球赤道投影到天球上,天球的北極剛好在北極星附近。
人們還在天球上畫(huà)了一條非常非常重要的軌跡,就是太陽(yáng)“繞”地球的軌跡,并把它命名為黃道。十二星座正好分布在黃道周?chē)?,?duì)應(yīng)十二生肖。
天球模型上的天赤道、黃道與季節(jié)等信息
這不是巧合,而是源自古代地中海文明的歷法。他們每30度將十二宮分為一宮,相當(dāng)于一年中的十二個(gè)月。但是十二生肖以春分為周期開(kāi)始,與今天公歷月份的劃分略有不同。
這款“頌樂(lè)”手表前表盤(pán)上4點(diǎn)鐘的窗口顯示十二生肖、四季與春秋之間的春分點(diǎn),以及冬夏兩季的整點(diǎn)。
“樂(lè)之頌”腕表的黃道十二宮與季節(jié)顯示
十二生肖是天文手表中常見(jiàn)的元素。2017年,江詩(shī)丹頓推出了藝術(shù)大師系列——哥白尼天球表。表盤(pán)上,十二生肖主題以琺瑯、金雕等手工藝品呈現(xiàn)。
藝術(shù)大師系列哥白尼天體球表款
黃道十二宮是一個(gè)特殊的星座,代表季節(jié)和月份。接下來(lái)我們將繼續(xù)了解整個(gè)天球和恒星的運(yùn)行規(guī)律,以及所謂的“斗動(dòng)”是什么樣子的。
星空隨時(shí)間的變化主要來(lái)自?xún)蓚€(gè)方面。一種是由于地球自轉(zhuǎn)的原因,也就是從夜晚到第二天黎明,大部分星星像太陽(yáng)一樣,從東方升起,在西方落下。北極星幾乎不動(dòng),因?yàn)樗蠹s落在地球旋轉(zhuǎn)軸上。
至于地球和北極星的自轉(zhuǎn)軸,其實(shí)是隨時(shí)間變化的,但是它的周期長(zhǎng)達(dá)幾千年或者幾千年,所以今天可以忽略。
對(duì)準(zhǔn)北極星延時(shí)拍攝的星軌照片,北極星幾乎落在地球自轉(zhuǎn)軸上
星空的另一個(gè)轉(zhuǎn)變是隨著地球圍繞太陽(yáng)的公轉(zhuǎn)而發(fā)生的,這可以通過(guò)天球的概念更好地理解。地球位于天球的內(nèi)中心,天球每年自轉(zhuǎn)一周,也就是說(shuō)我們每晚都站在同一個(gè)地方,同時(shí)觀測(cè)到的星空以北極星為中心從東向西自轉(zhuǎn)近1度。
理論上,太陽(yáng)系在宇宙中的運(yùn)動(dòng)也會(huì)改變我們觀測(cè)到的星空,但這種改變時(shí)間太長(zhǎng),我們有生之年感覺(jué)不到,就不討論了,留給天文學(xué)家吧。
我們觀察星空的變化,除了時(shí)間維度,還要考慮地球本身對(duì)我們視線(xiàn)的遮擋。
當(dāng)我們站在赤道上,可以看到整個(gè)天空中的星星,北極星正好在北地平線(xiàn)上;如果我們站在北極,只能看到半個(gè)天球,而北極星就在我們頭頂正上方。
所以我們?cè)诘厍虿煌暥扔^測(cè)到的恒星是不同的,天空中出現(xiàn)的星座位置也是不同的,它們隨時(shí)間的變換規(guī)律也是不同的,可以根據(jù)緯度信息準(zhǔn)確計(jì)算出來(lái)。
緯度對(duì)可視星空的影響
了解了星空變換的知識(shí),再來(lái)看看《音樂(lè)頌》腕表上的星空?qǐng)D。江詩(shī)丹頓首先使用蘭伯特投影法將球形星空投影到平面上,并結(jié)合兩個(gè)透明的藍(lán)寶石表盤(pán)來(lái)顯示恒星的運(yùn)動(dòng)。
具體來(lái)說(shuō),星座圖案畫(huà)在上面的藍(lán)寶石表盤(pán)上,白環(huán)代表天球赤道投影,紅環(huán)是黃道投影,最外圍是月刻度;較低的藍(lán)寶石圓盤(pán)上畫(huà)有一個(gè)藍(lán)色的天空區(qū)域,周?chē)幸粋€(gè)恒星時(shí)標(biāo)和四個(gè)方位基點(diǎn)。
江詩(shī)丹頓通過(guò)精密的計(jì)算做出了一套精密的齒輪,讓下方的藍(lán)寶石圓盤(pán)以恒星日為周期旋轉(zhuǎn),藍(lán)天配合上方的星座顯示星空運(yùn)行;同時(shí),恒星時(shí)標(biāo)上的三角形標(biāo)記會(huì)在午夜準(zhǔn)確指示出當(dāng)月。
江詩(shī)丹頓“樂(lè)之頌”腕表的星空顯示
02 恒星有時(shí)
在這一點(diǎn)上,我們引入了一個(gè)全新的概念,——恒星小時(shí),這可能會(huì)讓我們對(duì)天空?qǐng)D有一個(gè)模糊的理解,所以我們將與《音樂(lè)頌》手表中的另一組時(shí)間——太陽(yáng)時(shí)、視太陽(yáng)時(shí)和時(shí)間方程一起解釋。
其實(shí)這些概念講的是一件事:地球的自轉(zhuǎn)周期,也就是地球自轉(zhuǎn)360度所需的時(shí)間,也就是一天的時(shí)間有多長(zhǎng)。
如果要確認(rèn)地球自轉(zhuǎn)周期,需要一個(gè)參考物體,可以作為判斷地球剛剛完成一次自轉(zhuǎn)的標(biāo)準(zhǔn)。如果以太陽(yáng)為參照物,那么這樣得到的時(shí)間就是太陽(yáng)時(shí)。
在生活中,我們習(xí)慣于一天24小時(shí)的談?wù)摗F鋵?shí)這屬于太陽(yáng)時(shí)的概念,但它是一個(gè)平均近似值,所以準(zhǔn)確地說(shuō)是“平太陽(yáng)時(shí)”。
因?yàn)榈厍蚶@太陽(yáng)的軌道不是真圓,而是不規(guī)則的橢圓,地球每天的自轉(zhuǎn)周期并不完全相同,所以每天的真實(shí)時(shí)間長(zhǎng)度就是“視太陽(yáng)時(shí)”。
地球的公轉(zhuǎn)軌道對(duì)自轉(zhuǎn)周期的影響
通過(guò)精確的計(jì)算,人們知道視太陽(yáng)時(shí)與平均太陽(yáng)時(shí)的差值在一年中有規(guī)律地從-14分鐘變化到16分鐘。這個(gè)時(shí)差是腕表上“時(shí)間方程”的概念,通常有兩種顯示模式。
一種是設(shè)置一個(gè)視太陽(yáng)時(shí)分針,與平太陽(yáng)時(shí)針同軸指示。大部分明顯的太陽(yáng)時(shí)指針都飾有太陽(yáng)圖案,這款“頌樂(lè)”手表就采用了這種方法。
江詩(shī)丹頓“樂(lè)之頌”腕表的真太陽(yáng)時(shí)與平太陽(yáng)時(shí)
另一種是設(shè)置一個(gè)分鐘刻度為-14 ~ 16的時(shí)間方程指針,表示日視太陽(yáng)時(shí)與平太陽(yáng)時(shí)的差值,江詩(shī)丹頓于2018年采用。
江詩(shī)丹頓閣樓工匠's“鱷魚(yú)圖騰”手表上的時(shí)間方程式
但我們也知道,在地球自轉(zhuǎn)的“一個(gè)周期”中,它在圍繞太陽(yáng)的軌道上幾乎移動(dòng)了1度的弧度,這意味著地球自轉(zhuǎn)的“一個(gè)周期”相對(duì)于太陽(yáng)實(shí)際上超過(guò)了360度。
因此,天文學(xué)家需要找到一顆離地球足夠遠(yuǎn)的恒星作為參考,使使地球看起來(lái)“靜止”的——只自轉(zhuǎn),沒(méi)有其他運(yùn)動(dòng)。
恒星時(shí)與太陽(yáng)時(shí)
比如以距離地球400多光年的北極星為參照物,地球公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)的距離可以忽略不計(jì),觀測(cè)到的自轉(zhuǎn)一周無(wú)限接近360度,所以得到的時(shí)間稱(chēng)為“恒星時(shí)間”。
《音樂(lè)頌》手表上的星星時(shí)間取自春分,精確到秒,是23小時(shí)56分4秒。它的背面天空地圖圍繞北極星中心旋轉(zhuǎn)的周期就是這一次。
03 日升日落
除了上面提到的天文功能,江詩(shī)丹頓還有萬(wàn)年歷和月相功能。這些歷法都是比較常見(jiàn)的天文功能,就不多討論了。最后說(shuō)一下前撥六點(diǎn)鐘位置的這組指示功能。
江詩(shī)丹頓“樂(lè)之頌”腕表上的日升日落時(shí)間和晝夜長(zhǎng)度指示功能
兩只細(xì)長(zhǎng)的手分別表示上升和下降的時(shí)間,刻度下方標(biāo)有“日出”和“日落”;中間的柱刻度對(duì)應(yīng)白天和黑夜的長(zhǎng)度。
其實(shí)這組函數(shù)很好理解。對(duì)于北半球來(lái)說(shuō),夏至太陽(yáng)直接照在北回歸線(xiàn)上,日出早,日落晚,白天長(zhǎng),夜晚短;冬至,太陽(yáng)直射北回歸線(xiàn),日出晚,日落早,晝短夜長(zhǎng);春秋分,太陽(yáng)直射赤道,晝夜長(zhǎng)短相等。
原因?qū)ξ覀儊?lái)說(shuō)并不陌生:地球自轉(zhuǎn)的軸線(xiàn)并不垂直于黃道,而是與黃道的垂直軸線(xiàn)成近23.5度的傾角,導(dǎo)致太陽(yáng)的直射點(diǎn)隨著地球的公轉(zhuǎn)而在南回歸線(xiàn)和北緯之間移動(dòng),從而引起太陽(yáng)在地球上的上升和下降時(shí)間的周期性變化。
手表上的日出日落時(shí)間和晝夜長(zhǎng)短是根據(jù)這個(gè)原理通過(guò)精確計(jì)算一套輪系來(lái)實(shí)現(xiàn)的。類(lèi)似天空地圖,太陽(yáng)的升降與緯度密切相關(guān),所以這組功能也需要根據(jù)主人的緯度做出具體的輪系結(jié)構(gòu)。
江詩(shī)丹頓手表愛(ài)好者應(yīng)該熟悉《音樂(lè)頌》的天文功能,該功能源自江詩(shī)丹頓于2017年推出的另一款閣樓工匠系列——。
江詩(shī)丹頓閣樓工匠天體超卓復(fù)雜3600腕表
與結(jié)合三問(wèn)的“頌樂(lè)”腕表不同,天界卓越復(fù)合體3600是一個(gè)純粹的天文菜單,它的前表盤(pán)還顯示太陽(yáng)、地球、月亮的位置關(guān)系和潮汐功能,擁有驚人的23個(gè)天文功能。